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本论文基于GaN/AlGaN半导体异质结在光电子领域的广泛应用出发，研究半导体异质结的基本原理、基本理论和关键技术。利用AlGaN--Metal-organic Chemical VaporDeposition (MOCVD)系统分别从事了异质结材料生长前期的AlN模板的优化研究、紫外波段多量子阱结构的材料生长研究、AlGaN基分布式布拉格反射器的生长实验研究，得出以下结果：(1)在原子脉冲AlN模板的生长中，适当提高NH3和Al源流量来降低V/III值，能够有效抑制螺型位错的形成，但是不利于刃型位错的抑制。通过优化AlN模板生长工艺中的温度、源流量、生长时间等参数，成功地生长出晶体表面光滑的高质量的AlN模板，如可得到中心处厚度为307nm、均方根粗糙度为0.62nm、（002）面半高峰宽为93.66″的高质量AlN模板。(2)研究AlxGa1-xN/AlyGa1-yN-多量子阱外延层生长中垒层和阱层的Al源流量、垒层和阱层的Ga源流量以及各生长时间，获得用于288nm紫外波段PL强度很大的量子阱结构。结果表明，在量子阱生长中温度的变化、厚度的偏离等都会影响到设计波长的漂移。量子阱垒层生长中Ga源流量、生长温度以及量子阱厚度的设计，存在着最优值区间，若有偏离则不利于获得高质量量子阱结构。另外，具有量子阱吸收效应的异质结表现出很强的PL发光强度。(3)通过合理地设定Al组分、Distributed Bragg Reflection (DBR)层数以及每层厚度，能够生长出晶体质量良好、表面形貌平滑、310nm处具有明显反射率现象的AlxGa1-xN/AlyGa1-yN-分布式布拉格反射器结构。